Concreto

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CONCRETO
CONCRETO: APLICAÇÕES DAS DIVERSAS TECNOLOGIAS: SIMPLES, LEVE, ARMADO E PROTENDIDO. 
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 Concreto...
Mistura de cimento, água e materiais inertes que empregado em estado plástico, endurece com o passar do tempo, devido à hidratação do cimento, isto é, sua combinação química com a água. Com o tempo o concreto vai aumentando sua resistência.
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É o processo que vai procurar a homogeneidade de todos os componentes do concreto. Cada partícula do cimento deve estar em contato com a água, formando uma pasta homogênea e que envolva totalmente todos os agregados. Duas qualidades fundamentais:
Homogeneidade: a composição deverá ser a mesma em todos os pontos da mistura.
Integridade: todas as partículas de água deverão estar em contato com todas as partículas sólidas.
MISTURA DO CONCRETO
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FORMAS DE MISTURA DO CONCRETO
MISTURA MANUAL
Utilizada em pequenos serviços, sendo satisfatória para pequenas quantidades de concreto. A mistura é feita com pás ou enxadas, e inicia-se com a mistura dos agregados graúdos, depois adicionada uma mistura de areia e cimento. Após a homogeneização, coloca-se água de modo gradual.
MISTURA MECÂNICA
É a mistura feita com betoneira, que faz a mistura por tombamento do material. A máquina gira e o material é misturado por aletas internas. Fatores fundamentais no processo:
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FORMAS DE MISTURA DO CONCRETO
MISTURA MANUAL
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FORMAS DE MISTURA DO CONCRETO
MISTURA MECÂNICA
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Tempo de mistura 
depende do tamanho da betoneira, conforme tabela abaixo:
Plan1
		CONCRETO		CP I		CP I - S		CP II - E		CP II - Z		CP II - F		CP III		CP IV		CP V - ARI		CPB		CPP
		Simples
		Magro
		Armado estrutural
		Protendido antes da concretagem
		Protendido após a cura
		Armado, desforma rápida, curado por aspersão ou cura química
		Armado, desforma rápida, curado a vapor ou cura térmica
		Para elementos pré-moldados curados por aspersão
		CONCRETO		CP I		CP I - S		CP II - E		CP II - Z		CP II - F		CP III		CP IV		CP V - ARI		CPB		CPP
		Para elementos pré-moldados, para desforma rápida, curados por aspersão
		Para elementos pré-moldados, para desforma rápida, curados a vapor ou cura térmica
		Pavimento de concreto simples ou armado
		Pisos industriais
		Arquitetônico
		Com agregados reativos
		Para meio agressivo (mar ou esgotos)
		Para grandes volumes
Plan2
		AGREGADO		GRANUL. (mm)		CIMENTO (kg/m³)		UTILIZAÇÃO		DENSID. (t/m³)				Capacidade da betoneira (l)		Tempo de mistura
		Vermiculita		2 à 3		300		Isolamento térmico		0.6						Mínimo		Máximo
				6 à 12		150				0.3				até 750		1' 00"		1' 30"
		Escória expandida		0 à 6		200				1.4				1,500		1' 15"		1' 30"
				0 à 25		200		Estruturas		1.3				2,250		1' 30"		2' 00"
		Pedra-pome		2 à 8		200		Isolamento térmico		1.0				3,000		1' 45"		2' 30"
				2 à 20		150				0.8				3,750		2' 00"		2' 45"
		Perlite		0 à 5		300		Estruturas e isolam. térmico		0.5				4,500		2' 15"		3' 00"
				0 à 5		150		Isolamento térmico		0.3
		Haydite		0 à 20		350		Estruturas		1.6
		Magnetita		0 à 30		300				3.9
		Barita		0 à 30		300				3.9
		Ferro fundido		10 à 30		300				4.7
		Sucata		10 à 30		300				5.5
Plan3
		MISTURA DE AGREGADOS: BRITA I E BRITA II
		Brita I		30		35		40		45		50		55		60
		Brita II		70		65		60		55		50		45		40
		Massa Unitária Solta		1.35		1.36		1.39		1.41		1.44		1.42		1.40
		% de vazios		50.2		49.8		48.7		48.0		46.9		47.6		48.3
		
		MISTURA DE AGREGADOS: AREIA, BRITA I E BRITA II
		Areia		30		35		40		45		50		55		60
		Brita I e brita II		70		65		60		55		50		45		40
		Massa Unitária Solta		1.51		1.55		1.60		1.65		1.73		1.68		1.62
		% de vazios		43.7		41.9		40.1		38.0		35.0		35.4		38.4
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Velocidade da mistura 
 depende também do tamanho da betoneira, conforme fórmula abaixo:
Colocação dos materiais
50% da água
50 à 70% dos agregados
Cimento
Resto dos agregados
Resto da água
Plan1
		CONCRETO		CP I		CP I - S		CP II - E		CP II - Z		CP II - F		CP III		CP IV		CP V - ARI		CPB		CPP
		Simples
		Magro
		Armado estrutural
		Protendido antes da concretagem
		Protendido após a cura
		Armado, desforma rápida, curado por aspersão ou cura química
		Armado, desforma rápida, curado a vapor ou cura térmica
		Para elementos pré-moldados curados por aspersão
		CONCRETO		CP I		CP I - S		CP II - E		CP II - Z		CP II - F		CP III		CP IV		CP V - ARI		CPB		CPP
		Para elementos pré-moldados, para desforma rápida, curados por aspersão
		Para elementos pré-moldados, para desforma rápida, curados a vapor ou cura térmica
		Pavimento de concreto simples ou armado
		Pisos industriais
		Arquitetônico
		Com agregados reativos
		Para meio agressivo (mar ou esgotos)
		Para grandes volumes
Plan2
		AGREGADO		GRANUL. (mm)		CIMENTO (kg/m³)		UTILIZAÇÃO		DENSID. (t/m³)				Capacidade da betoneira (l)		Tempo de mistura
		Vermiculita		2 à 3		300		Isolamento térmico		0.6						Mínimo		Máximo
				6 à 12		150				0.3				750		1' 00"		1' 30"
		Escória expandida		0 à 6		200				1.4				1,500		1' 15"		1' 30"
				0 à 25		200		Estruturas		1.3				2,250		1' 30"		2' 00"
		Pedra-pome		2 à 8		200		Isolamento térmico		1.0				3,000		1' 45"		2' 30"
				2 à 20		150				0.8				3,750		2' 00"		2' 45"
		Perlite		0 à 5		300		Estruturas e isolam. térmico		0.5				4,500		2' 15"		3' 00"
				0 à 5		150		Isolamento térmico		0.3
		Haydite		0 à 20		350		Estruturas		1.6
		Magnetita		0 à 30		300				3.9
		Barita		0 à 30		300				3.9
		Ferro fundido		10 à 30		300				4.7
		Sucata		10 à 30		300				5.5
		
																						N =		20				N=		Rotações por minuto (rpm)
																								√D				D=		Diâmetro do tambor em metros
Plan3
		MISTURA DE AGREGADOS: BRITA I E BRITA II
		Brita I		30		35		40		45		50		55		60
		Brita II		70		65		60		55		50		45		40
		Massa Unitária Solta		1.35		1.36		1.39		1.41		1.44		1.42		1.40
		% de vazios		50.2		49.8		48.7		48.0		46.9		47.6		48.3
		
		MISTURA DE AGREGADOS: AREIA, BRITA I E BRITA II
		Areia		30		35		40		45		50		55		60
		Brita I e brita II		70		65		60		55		50		45		40
		Massa Unitária Solta		1.51		1.55		1.60		1.65		1.73		1.68		1.62
		% de vazios		43.7		41.9		40.1		38.0		35.0		35.4		38.4
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TRANSPORTE DO CONCRETO
PARA A OBRA – É o procedimento que ocorre quando o concreto é preparado em usina. Podem ser:
Caminhão basculante comum: utilizado para percursos de no máximo 45 min, porém, não adequado pois pode haver
perda de material,
Segregação devido à falta de agitação,
Evaporação,
Problemas com a descarga, por não ser a apropriada.
Caminhão betoneira: são agitadores (de 6 à 10 rpm) e misturadores (de 16 à 20 rpm). Quando pronto, pode ser utilizado em percursos de até 90 min, ou pode ter a água adicionada apenas na obra.
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DENTRO DA OBRA – É o transporte após a descarga do concreto pela betoneira. Podem ser:
Transporte manual
Caixas ou padiolas de no máx. 70kg, para 2 homens,
Baldes içados por cordas, para transporte vertical.
Transporte com carrinhos ou giricas
Deve-se ter caminhos apropriados e rampas suaves
Os carrinhos devem possuir pneus.
Transporte com caçambas de gruas ou guindastes
São caçambas especiais para concreto com descarga de fundo e que são acionadas hidraulicamente.
Os fatores limitadores são a altura e a carga.
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LANÇAMENTO DO CONCRETO
PARA A OBRA – É o processo de colocação do concreto nas formas. O principal cuidado é evitar que o material se separe. 
Algumas indicações são:
Evitar o arrasto à distâncias muito grandes,
Evitar o lançamento de grandes alturas. O máximo são 2m.
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CURA DO CONCRETO
É uma operação que pretende evitar a retração hidráulica nas primeiras idades do concreto, quando sua resistência ainda é pequena. A perda de água se dá por vários
motivos, tais como sol e vento, e evitar a perda d’água diminui a retração, que pode ser:
Antógena – que é a redução do volume da pasta
Hidráulica – que é a perda de água não fixada
Térmica – que ocorre pela reação exotérmica da hidratação do concreto.
Cuidados e para os primeiros dias podem ser:
Molhar a superfície exposta nos primeiros dias
Proteger com tecidos umedecidos
Emulsões que formem películas impermeáveis
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ALGUNS TIPOS DE CONCRETO
CONCRETO CONVENCIONAL
Podemos  dizer  que  o  Concreto  Convencional  é  aquele sem qualquer característica especial e que é utilizado no dia a dia da construção civil podendo ser aplicado na execução de quase todos os tipos de estruturas, com os devidos cuidados quanto ao seu adensamento.
 
Na obra, o caminhão pode descarregar diretamente nas formas, ou pode ser transportado por meio de carrinhos de mão, gericas, gruas ou elevadores, não podendo ser bombeado. 
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CONCRETO ARMADO
Chamamos de concreto armado à estrutura de concreto que possui em seu interior, armações feitas com barras de aço.
Estas armações são necessárias para atender à deficiência do concreto em resistir a esforços de tração (seu forte é a resistência à compressão) e são indispensáveis na execução de peças como vigas e lajes, por exemplo.
 
 
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CONCRETO CICLÓPICO
O concreto ciclópico ou fundo de pedra argamassada, como é conhecido em algumas aplicações, nada mais é do que a incorporação de pedras denominadas “pedras de mão” ou “matacão” ao concreto pronto.
 
Estas pedras não fazem parte da dosagem do concreto e por diversos motivos, não devem ser colocadas dentro do caminhão betoneira, mas diretamente no local onde o concreto foi aplicado.
 
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CONCRETO LEVE
Os  concretos  leves são reconhecidos pelo seu reduzido  peso específico e elevada capacidade de isolamento térmico e acústico. 
 Enquanto os concretos normais têm sua densidade variando entre 2.300 e 2.500 kg/m³, os leves chegam a atingir densidades próximas a 500 kg/m³.  
Os concretos leves mais utilizados são os celulares e os produzidos com agregados leves, como isopor, vermiculita e argila expandida.
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CONCRETO PROJETADO
Concreto  que  é  lançado  por  equipamentos  especiais  e em alta velocidade sobre uma superfície, proporcionando a compactação e a aderência do mesmo a esta superfície.
São utilizados para revestimentos de túneis, paredes, pilares, contenção de encostas, etc.
Este Concreto pode ser projetado por via-seca ou via-úmida, alterando desta forma a especificação do equipamento de aplicação e do traço que será utilizado.
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CONCRETO PROTENDIDO
A  resistência  à tração do concreto está situada na ordem  de 10% de sua resistência à compressão, sendo geralmente desprezada nos cálculos estruturais.
Artifício de introduzir na estrutura, um estado prévio de tensões, através de uma compressão prévia na peça concretada (protensão). 
utilização de cabos de aço de alta resistência, que são tracionados e fixados no próprio concreto. Os cabos de protensão têm resistência em média quatro vezes maior do que os aços utilizados no concreto armado.
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CONCRETO EXTRUDADO
Concreto extrusado é aquele que é aplicado para a construção de guias e sarjetas.
O concreto utilizado na máquina extrusora deve ser elaborado com brita zero (pedrisco) e ter uma consistência (slump) de aproximadamente 20 mm para atender às necessidades do equipamento.
O consumo de cimento deste concreto varia entre 200 e 300 kgs/m³.
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Massa Específica
 
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Serão considerados os concretos de massa específica normal (ρc), 
compreendida entre 2000 kg/m3 e 2800 kg/m3.
Para efeito de cálculo, pode-se adotar para o concreto simples o valor 2400 kg/m3 e para o concreto armado 2500 kg/m3.
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Resistência à Compressão
Resistência à tração
Módulo de Elasticidade
Os ensaios são realizados para:
 controle da qualidade
 atendimento às especificações.
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Resistência à Compressão
Resistência à compressão simples (fc) é a característica mecânica mais importante
Moldados segundo a:
NBR 5738 – Moldagem e cura de corpos-de-prova cilíndricos ou prismáticos de concreto
Ensaiados segundo:
 NBR 5739 – Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos.
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Resistência à Compressão
O corpo-de-prova padrão brasileiro é o 
cilíndrico 
15cm de diâmetro e 30cm de altura 
idade de referência para o ensaio é 28 dias.
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Resistência à Compressão
Após ensaio de um número muito grande de corpos-de-prova
Curva Estatística de Gauss ou Curva de Distribuição Normal
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Resistência à Compressão
Na curva de Gauss encontram-se dois valores de fundamental importância:
resistência média do concreto à compressão, fcm, e resistência característica do concreto à compressão, fck.
O valor fcm é a média aritmética dos valores de fc para o conjunto de corpos de prova ensaiados, e é utilizado na determinação da resistência característica, fck, por meio da fórmula:
fck = fcm − 1,65s
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Resistência à Compressão
O valor 1,65 corresponde ao quantil de 5%, ou seja, apenas 5% dos corpos de prova possuem fc < fck, ou, ainda, 95% dos corpos-de-prova possuem fc ≥ fck.
Portanto, pode-se definir fck como sendo o valor da resistência que tem 5% de probabilidade de não ser alcançado, em ensaios de corpos-de-prova de um
determinado lote de concreto.
fck = fcm − 1,65s
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Resistência à Compressão
NBR 8953 define as classes de resistência
em função de fck. Concreto classe C30, por exemplo, corresponde a um concreto
com fck = 30MPa.
Nas obras, devido ao pequeno número de corpos-de-prova ensaiados, calcula-se fck estimado.
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Resistência à Compressão
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Resistência à tração
a)Ensaio de tração direta (fct)
Aplica-se tração axial, até a ruptura, em corpos-de-prova de concreto simples. A seção central é retangular, medindo 9cm por 15cm, e as extremidades são quadradas, com 15cm de lado.
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
Resistência à tração
a)Ensaio de tração direta (fct)
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Resistência à tração
b)Ensaio de tração na compressão diametral (fct, sp) 
(spliting test) conhecido internacionalmente como Ensaio Brasileiro.
Para a sua realização, um corpo-de-prova cilíndrico de 15cm por 30 cm é colocado com o eixo horizontal entre os pratos da prensa sendo aplicada uma força até a sua ruptura por tração indireta (ruptura por fendilhamento).
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Resistência à tração
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Resistência à tração
c) Ensaio de tração na flexão (fct, f)
Para a realização deste ensaio, um corpo-de-prova de seção prismática é
submetido à flexão, com carregamentos em duas seções simétricas, até à ruptura.O ensaio também é conhecido por “carregamento nos terços”, pelo fato das seções carregadas se encontrarem nos terços do vão.
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Resistência à tração
c) Ensaio de tração na flexão (fct, f)
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Resistência à tração
c) Ensaio de tração na flexão
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Resistência à tração
Relações entre os resultados dos ensaios
Como os resultados obtidos nos dois últimos ensaios são diferentes dos relativos ao ensaio de referência, de tração direta, há coeficientes de conversão.
Considera-se a resistência à tração direta, 
fct, igual a 0,9 fct,sp ou 0,7 fct,f,
 ou seja, 
coeficientes de conversão 0,9 e 0,7, para os resultados de compressão diametral e de flexão, respectivamente.
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Módulo de elasticidade
σ a tensão, 
ε a deformação específica 
E o Módulo de Elasticidade ou Módulo de Deformação Longitudinal
σ = E ε , 
A relação entre tensão e deformação, para determinados intervalos, pode ser considerada linear (Lei de Hooke)
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Módulo de elasticidade
O módulo de deformação tangente inicial 
é obtido segundo ensaio descrito na NBR 8522 – Concreto – Determinação do módulo de deformação estática e diagrama tensão-deformação.
Quando não forem feitos ensaios e não existirem dados mais precisos sobre o
concreto, para a idade de referência de 28 dias, pode-se estimar o valor do módulo de elasticidade inicial usando a expressão:
Eci = 5600 fck1/2
Eci e fck são dados em MPa.
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PROPRIEDADES MECÂNICAS
 
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Módulo de elasticidade
Coeficiente de Poisson
Quando uma força uniaxial é aplicada sobre uma peça de concreto, resulta uma deformação longitudinal na direção da carga e, simultaneamente, uma deformação transversal com sinal contrário.
A relação entre a deformação transversal e a longitudinal é denominada coeficiente de Poisson e indicada pela letra ν. Para tensões de compressão
menores que 0,5 fc e de tração menores que fct, pode ser adotado ν = 0,2.
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Estados múltiplos de tensão
Na região dos apoios das vigas, pode ocorrer fissuração por causa da força cortante. 
Essas fissuras, com inclinação de 45° 
bielas de compressão
Portanto, a resistência do concreto depende do estado de tensão a que ele se encontra submetido.
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Estrutura Interna do Concreto
CONCRETO mistura dos agregados graúdos e miúdos com cimento e água reação química do cimento com a água, 
 massa coesiva de cimento hidratado.
A reação química de hidratação do cimento redução de volume, 
 poros
Durante o amassamento do concreto, o gel de cimento envolve os agregados e endurece com o tempo, formando cristais. Ao endurecer, o gel liga os agregados, resultando um material resistente e monolítico
As deformações do concreto dependem essencialmente de sua estrutura interna.
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Estrutura Interna do Concreto
Retração: redução de volume que ocorre no concreto, mesmo na ausência de tensões mecânicas e de variações de temperatura.
Causas :
• Retração química: contração da água não evaporável, durante o endurecimento do concreto.
• Retração capilar: ocorre por evaporação parcial da água capilar e perda da água adsorvida. A tensão superficial e o fluxo de água nos capilares provocam retração.
• Retração por carbonatação: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (ocorre com diminuição de volume).
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Estrutura Interna do Concreto
Expansão: aumento de volume do concreto, que ocorre em peças submersas. 
Nessas peças, no início tem-se retração química. Porém, o fluxo de água é de fora para dentro. As decorrentes tensões capilares anulam a retração química e, em seguida, provocam a expansão da peça.
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Estrutura Interna do Concreto
Deformação imediata:
se observa por ocasião do carregamento. 
Corresponde ao comportamento do concreto como sólido verdadeiro, e é causada por uma acomodação dos cristais que formam o material.
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Estrutura Interna do Concreto
Fluência: deformação diferida, causada por uma força aplicada. 
Corresponde a um acréscimo de deformação com o tempo, se a carga permanecer.
Ao ser aplicada uma força no concreto, ocorre deformação imediata, com uma acomodação dos cristais. Essa acomodação diminui o diâmetro dos capilares e aumenta a pressão na água capilar, favorecendo o fluxo em direção à superfície.
Tanto a diminuição do diâmetro dos capilares quanto o acréscimo do fluxo aumentam a tensão superficial nos capilares, provocando a fluência.
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Estrutura Interna do Concreto
Deformações térmicas: 
coeficiente de variação térmica αte é deformação correspondente a uma variação de temperatura de 1°C. 
Para o concreto armado, para variações normais de temperatura, a NBR 6118 permite adotar αte = 10-5 /°C.
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Fatores que influenciam nas propriedades do concreto:
• Tipo e quantidade de cimento;
• Qualidade da água e relação água-cimento;
• Tipos de agregados, granulometria e relação agregado-cimento;
• Presença de aditivos e adições;
• Procedimento e duração da mistura;
• Condições e duração de transporte e de lançamento;
• Condições de adensamento e de cura;
• Forma e dimensões dos corpos-de-prova;
• Tipo e duração do carregamento;
• Idade do concreto; umidade; temperatura etc.